电磁阻尼和电磁驱动电磁阻尼电磁驱动和电磁驱动.ppt

课标定位 学习目标：1.知道涡流是如何产生的． 2．知道涡流存在对我们的利与弊，以及如何利用和防止． 3．知道电磁阻尼、电磁驱动的工作原理，以及在生产实际和技术中的应用． 重点难点：1.对涡流概念的理解及解释有关现象. 2．对涡流产生机理的理解． / 课前自主学案 一、涡流 用整块金属材料做铁芯绕制的线圈，当线圈中通有变化的电流时，变化的电流会产生变化的磁场，变化的磁场穿过铁芯，整个铁芯会自成回路，产生__________，这种电流看起来像水中的旋涡，我们就把这种电流叫做_______，简称_____． 感应电流 涡电流 涡流 / 二、电磁阻尼 当导体在磁场中运动时，如导体中出现涡流，即感应电流，感应电流会受到安培力作用，安培力的作用总是_____导体的运动，这种现象叫做_________. 三、电磁驱动 如果磁场相对于导体运动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到_______的作用，_______使导体运动起来，这种作用就是_________. 阻碍 电磁阻尼 安培力 安培力 电磁驱动 / 核心要点突破 一、涡流的产生及能量转化 1．涡流产生的条件：涡流的本质是电磁感应现象,涡流产生条件是穿过金属块的磁通量发生变化．并且金属块本身可自行构成闭合回路．同时因为整个导体回路的电阻一般很小，所以感应电流很大，就像水中的旋涡． 2．产生涡流的两种情况 (1)把块状金属放在变化的磁场中． / (2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动． 3．能量转化：伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能，最终在金属块中转化为内能．如果金属块放在变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功．金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能． 特别提醒：涡流的本质是电磁感应现象，与一般导体或线圈的最大区别是金属块本身构成闭合回路，它同样遵守电磁感应定律． / 即时应用(即时突破，小试牛刀) 1．下列关于涡流的说法中正确的是(　　) A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的 B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流 C．涡流有热效应，但没有磁效应 D．在硅钢中不能产生涡流 / 解析：选A.涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以A对B错．涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效应，C错，硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，D错． / 二、电磁驱动与电磁阻尼 当蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量 就发生变化，例如线圈处于如图4－7－ 1 所示的初始状态时，穿过线圈的磁通 量为零，当蹄形磁铁转动时，穿过线圈 的磁通量就增加了，根据楞次定律，此 时线圈中就有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加，因而线圈会跟着一起转动起来． 图4－7－1 / 从动力学的观点来看，线圈中产生的感应电流受到的安培力是使线圈转动起来的动力，对线圈而言是电磁驱动；而线圈对磁铁的作用力对磁铁的转动起阻碍作用，对磁铁而言是电磁阻尼，因此电磁驱动和电磁阻尼是矛盾的两个方面，不可分割． 电磁阻尼中克服安培力做功，其他形式的能转化为电能最终转化为内能；电磁驱动中由于电磁感应，磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能而对外做功． / 即时应用(即时突破，小试牛刀) 2．磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架，把线圈绕在铝框上，而不是绕在塑料框上，这样做(　　) A．防止涡流而设计的　 B．利用涡流而设计的 C．起电磁阻尼的作用 D．起电磁驱动的作用 / 解析：选BC.线圈通电后，在安培力作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，就是涡流．涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后较快停下来．所以，这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用． / 如图4－7－2所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是(　　) A．A、B两点在同一水平线上 B．A点高于B点 C．A点低于B点 D．铜环将做等幅摆动 课堂互动讲练 电磁阻尼的分析 例1 图4－7－2 / 【思路点拨】　电磁阻尼现象中要抓住两点，一是金属能够自身形成闭合回路，形成涡流，二是磁通量要发生变化，形成涡流，阻碍相对运动． 【精讲精析】　铜环进入磁场和出磁场的过程中，都有涡流产生，阻碍铜环的摆动，从而有机械能转化为内能，A点高于B点，最终铜环将在磁场中做等幅摆动．答案为B. / 【答案】　B 【规律总结】　涡流、电磁阻尼、电磁驱动其实都是电磁感应现象，产生的电流都是感应电流，根据楞次定律可知，阻碍的过程就是能量转化的过程． / 变式训练1　甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转